本申请实施例公开了一种磁集成装置和磁集成的开关电源，涉及电路技术领域，解决了现有技术中磁器件的占板面积和体积较大的问题。具体方案为：磁集成装置包括磁芯Ⅰ，磁芯Ⅰ包括芯体、第一边柱、第二边柱、M个第一绕线柱和N个第二绕线柱，其中M和N均为大于或等于1的整数；芯体连接第一边柱、第二边柱、M个第一绕线柱和N个第二绕线柱，第一边柱设置在芯体的延伸方向的第一端，第二边柱设置在芯体的延伸方向的第二端，M个第一绕线柱和N个第二绕线柱设置在第一边柱和第二边柱之间。第一边柱和第二边柱之间。第一边柱和第二边柱之间。
【技术实现步骤摘要】
一种磁集成装置和磁集成的开关电源
[0001]本申请实施例涉及电路
，尤其涉及一种磁集成装置和磁集成的开关电源。
技术介绍
[0002]开关电源是一种高频化电能转换装置，用于将一个类型的输入电压，转换为用户所需的电压或电流。随着第五代移动通信(5th generation mobile networks，5G)网络中供电电源的功率密度及功率等级的持续提升，磁件在电源模块中的占比越来越大，为了满足人们对能源提出的绿色、环保、高效、安全的要求，开关电源正在向着高效、高密发展。
[0003]现有技术提供了一种开关电源的设计方案，如图1所示，该电源包括两个谐振磁芯和两个变压器磁芯，谐振磁芯和变压器磁芯各自独立设计，每个磁芯有两个边柱。该方案中的谐振磁芯和变压器磁芯各自独立，导致磁芯尺寸公差叠加，印制电路板(printed circuit board，PCB)开槽尺寸增加，两两磁芯之间需预留1mm左右装配间隙，使得电源中磁件的体积和占板面积较大。而且每个磁芯有两个边柱，四个磁芯各自的磁路独立，磁芯之间没有磁路抵消，磁损较大。
技术实现思路
[0004]本申请实施例提供一种磁集成装置和磁集成的开关电源，能够减小磁器件的占板面积和体积。
[0005]为达到上述目的，本申请实施例采用如下技术方案：
[0006]本申请实施例的第一方面，提供一种磁集成装置，该磁集成装置包括磁芯Ⅰ，该磁芯Ⅰ包括芯体、第一边柱、第二边柱、M个第一绕线柱和N个第二绕线柱，其中M和N均为大于或等于1的整数；该芯体连接第一边柱、第二边柱、M个第一绕线柱和N个第二绕线柱，第一边柱设置在芯体的延伸方向的第一端，第二边柱设置在芯体的延伸方向的第二端，上述M个第一绕线柱和N个第二绕线柱设置在第一边柱和第二边柱之间。基于本方案，通过将多个绕线柱集成在一个磁芯上，多个第一绕线柱和多个第二绕线柱可以共用磁芯的第一边柱和第二边柱，相对于现有技术中，一个磁芯仅设置一个绕线柱，多个绕线柱需要设置在不同的磁芯上，能够有效的减小磁件的占板面积和体积。
[0007]结合第一方面，在一种可能的实现方式中，上述磁集成装置还包括原边绕组、副边绕组和谐振绕组，原边绕组和副边绕组绕制在第一绕线柱上，谐振绕组绕制在所述第二绕线柱上。基于本方案，通过在第一绕线柱和第二绕线柱上绕制绕组，可以组成变压器和谐振电感，即本方案可以将多个变压器和多个谐振电感集成在一个磁芯上，能够有效的减小磁件的占板面积和体积，集成度更高。可以理解的，原边绕组和副边绕组绕制在第一绕线柱上可以组成变压器，谐振绕组绕制在第二绕线柱上可以组成谐振电感，本申请对于磁芯Ⅰ包括的第一绕线柱和第二绕线柱的个数并不进行限定，可以根据开关电源中电压转换电路的项数，在磁芯上设置相对应的数目。例如，以开关电源为两项并联拓扑的电源为例，由于一项
电压转换电路包括一个变压器和一个谐振电感，因此，该开关电源中的磁芯Ⅰ包括两个第一绕线柱和两个第二绕线柱。
[0008]结合第一方面和上述可能的实现方式，在另一种可能的实现方式中，上述磁集成装置还包括磁芯Ⅱ，该磁芯Ⅱ与磁芯Ⅰ形成磁集成装置主磁路的通道。基于本方案，通过在磁集成装置中设置磁芯Ⅰ和磁芯Ⅱ，能够形成闭合的磁通道。可以理解的，该磁集成装置可以为磁集成的开关电源，磁芯Ⅰ和磁芯Ⅱ可以形成开关电源主磁路的通道。
[0009]结合第一方面和上述可能的实现方式，在另一种可能的实现方式中，上述M个第一绕线柱包括变压器绕线柱Ⅰ和变压器绕线柱Ⅱ，上述N个第二绕线柱包括谐振绕线柱Ⅰ和谐振绕线柱Ⅱ；变压器绕线柱Ⅰ上绕制原边绕组和副边绕组组成变压器Ⅰ，谐振绕线柱Ⅰ上绕制谐振绕组组成谐振电感Ⅰ；变压器绕线柱Ⅱ上绕制原边绕组和副边绕组组成变压器Ⅱ，谐振绕线柱Ⅱ上绕制谐振绕组组成谐振电感Ⅱ；其中，该变压器Ⅰ和谐振电感Ⅰ组成第一电压转换电路，该变压器Ⅱ和谐振电感Ⅱ组成第二电压转换电路，该第一电压转换电路和该第二电压转换电路并联连接。基于本方案，通过将变压器绕线柱Ⅰ、变压器绕线柱Ⅱ、谐振绕线柱Ⅰ和谐振绕线柱Ⅱ集成在一个磁芯Ⅰ上，相对于现有技术中将四个绕线柱分别设置在四个磁芯上，每个磁芯有两个边柱，能够减小两个边柱的宽度，减小4个磁件的累积公差，从而使得磁件占总占板面积减小30％。而且与磁芯独立设置的方案相比，将磁件集成在一起的方案能够提升磁件的装配效率。
[0010]结合第一方面和上述可能的实现方式，在另一种可能的实现方式中，上述变压器I在上述芯体、第一边柱和第二边柱上产生的磁路，分别与上述变压器Ⅱ在上述芯体、第一边柱和第二边柱上产生的磁路相互抵消；上述谐振电感Ⅰ在上述芯体、第一边柱和第二边柱上产生的磁路，分别与上述谐振电感Ⅱ在上述芯体、第一边柱和第二边柱上产生的磁路相互抵消。基于本方案，通过将两个变压器和两个谐振电感集成在一个磁芯Ⅰ上，两个变压器和两个谐振电感可以共用磁芯Ⅰ的第一边柱和第二边柱，当变压器I和变压器Ⅱ在芯体、第一边柱和第二边柱上产生的磁路的方向不同时，变压器I和变压器Ⅱ在芯体、第一边柱和第二边柱上产生的磁路可以相互抵消。例如，如果变压器绕线柱I上原边绕组的绕制方向与变压器绕线柱Ⅱ上原边绕组的绕制方向相反，那么变压器Ⅰ在芯体上产生的磁路与变压器Ⅱ在芯体上产生的磁路方向相反，可以相互抵消；变压器Ⅰ在第一边柱上产生的磁路与变压器Ⅱ在第一边柱上产生的磁路方向相反，可以相互抵消；变压器Ⅰ在第二边柱上产生的磁路与变压器Ⅱ在第二边柱上产生的磁路方向相反，可以相互抵消。可以理解的，通过两个变压器在芯体、第一边柱和第二边柱上产生的磁路相互抵消，两个谐振电感在芯体、第一边柱和第二边柱上产生的磁路相互抵消，能够有效的降低磁芯损耗。可选的，变压器I和变压器Ⅱ产生的磁路相互抵消时，也可以通过控制第一电压转换电路中的开关与第二电压转换电路中的开关导通或关断的相位差，调整磁路的抵消程度。或者，还可以通过调整第一边柱和第二边柱的横截面积、变压器绕线柱I距离第一边柱的距离，以及变压器绕线柱Ⅱ距离第二边柱的距离，以调整变压器I与变压器Ⅱ产生的磁路的抵消程度。
[0011]可选的，上述变压器I在上述芯体、第一边柱和第二边柱上产生的磁路，分别与上述变压器Ⅱ在上述芯体、第一边柱和第二边柱上产生的磁路相互抵消，包括：变压器I在芯体上产生的磁路与变压器Ⅱ在芯体上产生的磁路相互抵消，变压器I在第一边柱上产生的磁路与变压器Ⅱ在第一边柱上产生的磁路相互抵消，变压器I在第二边柱上产生的磁路与
变压器Ⅱ在第二边柱上产生的磁路相互抵消。
[0012]可选的，上述谐振电感Ⅰ在上述芯体、第一边柱和第二边柱上产生的磁路，分别与上述谐振电感Ⅱ在上述芯体、第一边柱和第二边柱上产生的磁路相互抵消，包括：谐振电感I在芯体上产生的磁路与谐振电感Ⅱ在芯体上产生的磁路相互抵消，谐振电感I在第一边柱上产生的磁路与谐振电感Ⅱ在第一边柱上产生的磁路相互抵消，谐振电感I在第二边柱上产生的磁路与谐振电感Ⅱ在第二边柱上产生的磁路相互抵消。
[0013]结合第一方面和上述可能的实现方式，在另一种可能的实现方式中，上述变压器I在本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种磁集成装置，其特征在于，所述磁集成装置包括磁芯Ⅰ，所述磁芯Ⅰ包括芯体、第一边柱、第二边柱、M个第一绕线柱和N个第二绕线柱，其中M和N均为大于或等于1的整数；所述芯体连接所述第一边柱、所述第二边柱、所述M个第一绕线柱和所述N个第二绕线柱，所述第一边柱设置在所述芯体的延伸方向的第一端，所述第二边柱设置在所述芯体的延伸方向的第二端，所述M个第一绕线柱和所述N个第二绕线柱设置在所述第一边柱和所述第二边柱之间。2.根据权利要求1所述的磁集成装置，其特征在于，所述磁集成装置还包括原边绕组、副边绕组和谐振绕组，所述原边绕组和所述副边绕组绕制在所述第一绕线柱上，所述谐振绕组绕制在所述第二绕线柱上。3.根据权利要求2所述的磁集成装置，其特征在于，所述磁集成装置还包括磁芯Ⅱ，所述磁芯Ⅱ与所述磁芯Ⅰ形成所述磁集成装置主磁路的通道。4.根据权利要求2或3所述的磁集成装置，其特征在于，所述M个第一绕线柱包括变压器绕线柱Ⅰ和变压器绕线柱Ⅱ，所述N个第二绕线柱包括谐振绕线柱Ⅰ和谐振绕线柱Ⅱ；所述变压器绕线柱Ⅰ上绕制原边绕组和副边绕组组成变压器Ⅰ，所述谐振绕线柱Ⅰ上绕制谐振绕组组成谐振电感Ⅰ；所述变压器绕线柱Ⅱ上绕制原边绕组和副边绕组组成变压器Ⅱ，所述谐振绕线柱Ⅱ上绕制谐振绕组组成谐振电感Ⅱ；其中，所述变压器Ⅰ和所述谐振电感Ⅰ组成第一电压转换电路，所述变压器Ⅱ和所述谐振电感Ⅱ组成第二电压转换电路，所述第一电压转换电路和所述第二电压转换电路并联连接。5.根据权利要求4所述的磁集成装置，其特征在于，所述变压器I在所述芯体、所述第一边柱和所述第二边柱上产生的磁路，分别与所述变压器Ⅱ在所述芯体、所述第一边柱和所述第二边柱上产生的磁路相互抵消；所述谐振电感Ⅰ在所述芯体、所述第一边柱和所述第二边柱上产生的磁路，分别与所述谐振电感Ⅱ在所述芯体、所述第一边柱和所述第二边柱上产生的磁路相互抵消。6.根据权利要求4或5所述的磁集成装置，其特征在于，所述变压器I在所述芯体、所述第一边柱和所述第二边柱上产生的磁路，分别与所述谐振电感Ⅰ在所述芯体、所述第一边柱和所述第二边柱上产生的磁路相互抵消；所述变压器Ⅱ在所述芯体、所述第一边柱和所述第二边柱上产生的磁路，分别与所述谐振电感Ⅱ在所述芯体、所述第一边柱和所述第二边柱上产生的磁路相互抵消。7.根据权利要求4-6中任一项所述的磁集成装置，其特征在于，所述磁芯Ⅱ为I型磁芯、U型磁芯或C...
【专利技术属性】
技术研发人员：李佳，张希俊，姚军，谭威，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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